Cómo cargar una batería directamente desde un panel solar y por qué es importante

Las baterías recargables existen desde hace más de 150 años, y el concepto de la primera batería recargable de plomo-ácido todavía se usa en la actualidad. El método de carga de baterías ha dado algunos pasos para volverse más ecológico, y la energía solar es una de las opciones más sostenibles para recargar baterías.

Cómo cargar una batería directamente desde un panel solar y por qué es importante

Los paneles solares se pueden usar para cargar baterías, pero, en la mayoría de los casos, una batería no se puede enchufar directamente en el panel solar. Por lo general, se necesitará un controlador de carga, que protege la batería al convertir la salida de voltaje del panel a una que sea adecuada para la batería que se está cargando.

Este artículo analizará más de cerca los diversos tipos de baterías y paneles solares que se utilizan en la sociedad actual, consciente de la energía.

La importancia de los controladores de carga

Siempre que esté cargando una batería directamente desde un panel solar, necesitará usar un controlador de carga para regular el flujo de electricidad del panel a la batería. Un controlador de carga también puede denominarse regulador de carga o regulador solar en un sistema de paneles.

Qué hace un controlador de carga

Un controlador de carga es un tipo de interruptor de encendido y apagado para la corriente que fluye desde el panel solar a la batería. También asegura que la batería reciba el voltaje correcto durante la carga.

Un panel solar normal de 12 voltios generalmente emite más que eso y proporciona más voltaje del que necesita la batería. El controlador de carga regulará el voltaje proporcionado y solo permitirá que la corriente fluya hacia la batería.

Una vez que la batería esté completamente cargada, el controlador de carga también cortará el suministro de electricidad. Esto protege la batería evitando que se sobrecargue y dañe la batería o acorte su vida útil. El controlador solo permitirá que la corriente vuelva a pasar una vez que la batería comience a descargarse.

Por la noche, cuando la batería no se está cargando, el controlador también funciona para evitar que una corriente inversa regrese al panel y descargue la batería cuando posiblemente ni siquiera esté en uso.

Los controladores de carga no siempre son necesarios

Hay ocasiones en las que no necesita agregar un controlador de carga al sistema de paneles solares. En esos casos, aún necesitaría agregar un diodo de bloqueo para evitar que el panel se descargue durante la noche.

Sin embargo, es aconsejable tener siempre un controlador de carga para proteger la batería, y no hay consenso aparente sobre cuándo no se necesita exactamente.

Una regla general es que no necesita un controlador si tiene menos de 5 vatios por 100 amperios por hora de capacidad de batería. Otra regla es que solo las baterías de plomo-ácido a veces pueden funcionar sin un controlador y solo si se realiza una carga de baja corriente.

Según el diseño del sistema y el controlador de carga utilizado, es posible que también deba colocar un fusible entre la batería y el controlador de carga .

Tipos de controladores de carga

Hay dos tipos principales de controladores de carga, y deberá decidir cuál funcionará mejor para sus necesidades y el sistema de paneles solares que tiene.

PWM (modulación de ancho de pulso)

Un PWM es el tipo de controlador de carga estándar más simple y también la opción menos costosa. Cuando se usa un PWM, el voltaje de los paneles solares y la batería deben ser iguales.

El PWM funciona enviando pulsos de carga a la batería. Cuando la batería está descargada, envía un pulso largo y casi continuo para cargar la batería. Cuando está básicamente completamente cargado, envía pulsos muy cortos que mantienen la batería cargada.

Estos controladores son más adecuados para operaciones de paneles solares más pequeños y no aprovechan al máximo la salida de potencia máxima de un sistema de paneles solares.

MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia)

El controlador MPPT puede emparejar un sistema de panel solar y una batería de diferentes voltajes y, como el controlador más complejo, también es más costoso.

Este controlador básicamente rastreará la salida del panel y el voltaje que necesita la batería. Luego, hace coincidir la salida del panel con ese voltaje para garantizar que la batería siempre se esté cargando de manera óptima, es decir, que se coloquen los amperios máximos en la batería. 

Los controladores MPPT son excelentes cuando tiene paneles de mayor voltaje y también ofrecen la flexibilidad para que los sistemas crezcan.

Carga de una batería desde una fuente de alimentación tradicional

Cuando se trata de lo básico, cargar una batería, ya sea con energía solar o fuentes de energía más tradicionales, es bastante simple: debe enchufarla a la fuente de alimentación y listo, la batería se está cargando.

Por ejemplo, nuestros teléfonos están enchufados a sus cargadores, y los cargadores generalmente están enchufados a un enchufe de pared. Las baterías de los automóviles también se pueden cargar con cables para conectarlas a un cargador que se conecta a un tomacorriente de pared.

En el momento en que una batería, ya sea una parte de un dispositivo completo o una batería por sí misma, se enchufa y se carga, usted está haciendo uso de la energía, o electricidad, en su casa, es decir, la energía de los combustibles fósiles y el me gusta.

Lo que realmente hace el cargador

El cargador en sí no es la fuente de alimentación que proporciona nueva carga a la batería, pero es el dispositivo que se adhiere a los protocolos de carga de la batería.

El cargador debe cumplir con las limitaciones de voltaje y tiempo impuestas por la batería, o la batería podría dañarse. El cargador también determinará lo que sucede cuando la batería está completamente cargada. Actúa como el controlador de carga en un sistema solar.

Cuando una batería se está cargando, el cargador utiliza su suministro de energía eléctrica y la fuerza a entrar en la batería con el voltaje y la corriente correctos durante un período de tiempo determinado. Los procesos internos de la batería convierten la energía en energía química y se almacena para que suceda lo contrario cuando se usa la batería ( fuente ).

Cargar la batería desde una fuente de energía tradicional puede ser más rápido y más confiable que cuando se usa un sistema solar porque la fuente de energía no depende de horas de luz diurna claras y soleadas, y son métodos más probados para producir energía.

Por supuesto, no son tan ecológicos y tampoco son portátiles. Cuando usa un sistema solar, su fuente de energía puede viajar con usted y, si algo le sucede a la red eléctrica tradicional, aún puede extraer energía del sol y usarla.

Consideraciones de carga del panel solar

Si ha tomado la decisión de usar paneles solares, tendrá que considerar cómo funcionarán juntos la batería que desea cargar y el sistema de paneles solares que desea usar.

En otras palabras, debe saber cuánta carga necesita volver a poner en su batería cada día y cuántas horas de luz solar tendrá por día para determinar lo que debe poder hacer su panel solar.

Un cargador solar pequeño de 12 voltios y 3 vatios se puede usar de manera muy efectiva para cargar baterías para sistemas pequeños como portones eléctricos o cargadores de cercas. Para la batería de un RV, se requerirá un sistema de paneles más grandes. Estos pueden ser paneles de 12 voltios y 150 vatios, y probablemente usará al menos 2 o 3.

Estos paneles solares generalmente se pueden unir al techo del RV y conectar al sistema del RV. Le permite al ávido propietario de un RV desconectarse completamente de la red y seguir disfrutando de algunos dispositivos electrónicos básicos, como un refrigerador.

También es importante tener en cuenta que los paneles solares necesitan mantenimiento. Esto no suele ser una empresa masiva. Básicamente, solo tienen que mantenerse limpios para garantizar la máxima exposición al sol. Si hay condiciones climáticas extremas, como granizo, será necesario proteger los paneles solares.

Baterías que pueden cargarse desde un panel solar

Casi cualquier batería recargable se puede cargar desde un panel solar, pero algunas se prestan a esta forma de carga más que otras. Esto no se debe a la composición y el rendimiento de la batería, sino a la naturaleza misma del método de carga.

Baterías Secundarias

Las baterías secundarias se conocen como baterías recargables. A menudo se utilizan en dispositivos en los que las baterías de un solo uso serían demasiado costosas, como un teléfono celular, herramientas eléctricas, baterías de automóviles, etc.

De los cuatro tipos principales de baterías secundarias, el plomo-ácido es el más popular y el más utilizado en la industria automotriz. Las baterías que contienen níquel se usan con mucha menos frecuencia. El uso de litio se ha vuelto muy popular para baterías secundarias, y una gran cantidad de productos de consumo, como computadoras portátiles y teléfonos, usan baterías de iones de litio ( fuente ).

Restricciones de los paneles solares

A pesar de las ventajas de utilizar energía solar, sigue existiendo un gran problema. No podemos controlar el clima. Si es un día con niebla, neblina o lluvia y el cielo está nublado, la capacidad del panel para producir electricidad disminuye considerablemente.

El panel seguirá funcionando en tiempo nublado, pero no tan bien como se indica durante las condiciones de prueba estándar.

Por lo tanto, no se recomienda necesariamente usar paneles solares para cargar baterías que potencialmente toman mucho tiempo para cargarse. La potencia suministrada a la batería puede variar durante su ciclo de carga, lo que podría dañar la batería.

Si la fuente de alimentación del panel se interrumpe por completo y deja de cargarse antes de que la batería esté llena, también puede provocar daños.

Requisitos de la batería

La composición de la batería determinará las mejores prácticas para la carga. Una batería de iones de litio se puede cargar poco a poco y se recomienda hacerlo. La batería también debe cargarse a un voltaje constante.

Uno de los mayores peligros para una batería de iones de litio es el calor. Es muy importante mantener frescas las baterías de los teléfonos celulares y las computadoras portátiles, ya sea que estén cargando o no.

La vida útil de una batería de plomo-ácido puede prolongarse si no se permite que la batería se descargue por debajo del 80 % y si luego se restablece la carga por completo.

Estas baterías también se pueden cargar con un voltaje variable. Comenzar con un voltaje considerablemente más alto y luego reducirlo una vez que la batería está casi completamente cargada reduce el tiempo de carga y el daño de la batería.

Ni las baterías de iones de litio ni las de plomo-ácido toleran bien las sobrecargas. Si está utilizando un cargador de buena reputación, esto no debería suceder y la corriente debe cortarse antes de que comience la sobrecarga.

Si se produce una sobrecarga, las baterías de iones de litio pueden incendiarse debido al sobrecalentamiento. Las baterías de plomo-ácido normalmente harán que la batería se caliente y se hinche debido a reacciones internas.

Diferentes tipos de paneles solares

Cuando decida utilizar paneles solares en lugar de fuentes de electricidad tradicionales, o simplemente como una fuente de energía complementaria, será importante saber en qué tipo de panel invertir. Las cosas que debe considerar son la composición del panel, el tamaño y la potencia de salida.

Composición de paneles solares

En la actualidad, existen principalmente tres tipos de paneles solares: monocristalinos, policristalinos y de película delgada. Los tres tipos realizan aproximadamente la misma función, pero se fabrican de manera diferente y tienen sus propias ventajas y desventajas.

Los paneles monocristalinos y policristalinos están hechos de la misma sustancia principal: obleas de silicona dispuestas en el panel. Los paneles monocristalinos, sin embargo, están cortados de un cristal de silicona perfecto, mientras que los paneles policristalinos están hechos de fragmentos de cristal de silicio que se funden y moldean juntos.

Los paneles de película delgada se pueden fabricar a partir de una serie de materiales, uno de los cuales puede ser el silicio no cristalino, superpuesto uno encima del otro.

Estos paneles son más livianos y los más baratos de los tres, pero generalmente no son tan eficientes como los dos cristalinos. Debido a su peso, a menudo son una opción para paneles portátiles en vehículos recreativos o barcos.

Entre los paneles monocristalinos y policristalinos, el monocristalino tiene la mejor eficiencia pero también cuesta más. Es una buena opción cuando el espacio es limitado y se necesita el máximo rendimiento. Si tienes más espacio, el policristalino es una buena opción.  

Tamaño y salida

Los paneles solares vienen en una variedad de formas y tamaños diferentes. Algunos son portátiles y se pueden usar fácilmente en viajes de campamento, mientras que otros son estacionarios y deben usarse para alimentar su hogar. Cuanto más grande es el panel, mayor suele ser la salida.

Los paneles solares generalmente se componen de 60 o 72 celdas, aunque algunos fabricantes pueden tener diferentes configuraciones de celdas. El panel de 60 celdas puede producir de 270 a 300 vatios, y el de 72 celdas puede producir entre 350 y 400 vatios. Sin embargo, se encuentran bajo las condiciones de prueba estándar y pueden variar mucho según el clima.

Hay dispositivos de carga solar más pequeños disponibles, y estos producen entre 4 y 11 vatios para cargar baterías más pequeñas. 

¿Por qué querrías usar un panel solar?

Independientemente de la batería que necesite cargar y el cargador que use, siempre necesitará una fuente de alimentación desde la cual cargar. Los combustibles fósiles siguen siendo la fuente de energía más utilizada, pero las alternativas energéticas ecológicas, como la energía solar, son cada vez más populares.

Energía limpia y asequible

Los beneficios de usar energía solar en lugar de combustibles fósiles han sido elogiados durante bastante tiempo. Como una de las fuentes de energía renovable de más rápido crecimiento, es una buena opción para el consumidor consciente de la huella de carbono.

La energía más limpia producida por el sol juega un papel importante en la mitigación del daño causado a nuestro medio ambiente y, al hacerlo, abordar el cambio climático. También nos permite hacer un gran progreso en el logro de nuestros objetivos globales de energía más limpia y asequible para todos.

Aprovechar la energía solar alguna vez fue una tarea bastante costosa, pero desde entonces ha disminuido significativamente a medida que avanzaba la tecnología. En estos días, la energía solar es mucho más asequible y se puede utilizar con gran éxito para proporcionar electricidad a aquellos que no pueden conectarse a la red eléctrica ( fuente ).

En muchos países africanos, es una de las pocas opciones disponibles para ayudar a las personas a dejar atrás los peligros y daños de las lámparas de queroseno y aprovechar las posibilidades del mundo moderno. Para otros, es una opción de acceso para vivir una vida más sostenible y también ha hecho posible que edificios enteros se vuelvan ecológicos.

Pensamientos finales

Ya sea su teléfono celular, una batería independiente para cuando va de campamento o la batería de su automóvil eléctrico, el uso de paneles solares para cargar una batería es una excelente opción si desea salir de la red de energía tradicional y volverse ecológico. o al menos avanzar hacia una forma de vida más sostenible.

Para hacer este movimiento, es importante pensar detenidamente en los requisitos de la batería, los paneles que desea comprar y el hecho de que, por lo general, no puede enchufar la batería directamente en los paneles. Será necesario un controlador de carga para garantizar que la batería reciba la carga correcta y para protegerla de posibles daños.

Publicaciones relacionadas

Botón volver arriba